JP2016034068A - 撮像装置及び撮像システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板と、光電変換により画像信号を生成する光電変換部と、光電変換部に電気的に接続された導電体のコンタクト配線と、制御電極、コンタクト配線と電気的に接続された第1の主電極、及び、第2の主電極を備えたトランジスタと、基板に設けられ、トランジスタの第2の主電極が電気的に接続された電荷蓄積部と、トランジスタの制御電極と、第1の主電極との間を接続及び非接続に切り替える第1の切り替え部と、を有することを特徴とする。
【選択図】図3A
Description
図1は、本発明の第1の実施形態に係る撮像装置のブロック図である。撮像装置は、画素部100、2つの垂直走査回路101及び2つのカラム相関二重サンプリング(CDS:Correlated Double Sampling)回路102を備える。画素部100は、複数の画素を行列状に配置して構成される。各画素は、2つの垂直走査回路より与えられる制御信号に応じて、各画素に入射された光量に基づく信号を画素部100の上下に設けられた2つのカラムCDS回路102に出力する。カラムCDS回路102は、画素部100の各画素から出力された信号を処理し、入射光に基づく画像信号と、ノイズに相当する信号とをサンプリングする。
第2の実施形態は、光電変換部220の構成が第1の実施形態と異なる。第2の実施形態によれば、グローバルシャッタ及びローリングシャッタのいずれかによる電子シャッタ動作が可能となる。
本発明の第3の実施形態に係る画素の回路図を図10に示す。本実施形態が第1の実施形態と異なる点は、第1の制御トランジスタ316が省略されている点である。図10に示す回路の動作を示す駆動タイミングを図11に示す。図11には、n行目、(n+1)行目の画素に対する、kフレーム目と(k+1)フレーム目の動作が図示されている。以下、(k+1)フレーム目の信号を取得するための蓄積開始から信号読み出しまでの、n行目の画素の動作を説明する。なお、第1の実施形態の説明と重複する動作タイミングについては説明を省略する。
本発明の第4の実施形態として、第1乃至第3の実施形態の撮像装置を用いた撮像システムについて説明する。撮像システムとしては、デジタルスチルカメラ、デジタルカムコーダ、カメラヘッド、複写機、ファックス、携帯電話、車載カメラ、観測衛星などがあげられる。本実施形態の撮像システムの構成の一例を説明するためのデジタルスチルカメラのブロック図を図12に示す。
201 層間絶縁層
202、302 光電変換層
203、303 下部電極
204、304 上部電極
210 コンタクト配線
214 絶縁層
215 ブロッキング層
220 光電変換部
305 第1の電荷蓄積部
306 転送トランジスタ
316 第1の制御トランジスタ
317 第2の制御トランジスタ
318 第3の制御トランジスタ
Claims (14)
- 基板と、
光電変換により画像信号を生成する光電変換部と、
前記光電変換部に電気的に接続された導電体のコンタクト配線と、
制御電極、前記コンタクト配線と電気的に接続された第1の主電極、及び、第2の主電極を備えたトランジスタと、
前記基板に設けられ、前記トランジスタの前記第2の主電極が電気的に接続された電荷蓄積部と、
前記トランジスタの前記制御電極と、前記第1の主電極との間を接続及び非接続に切り替える第1の切り替え部と、を有する
ことを特徴とする撮像装置。 - 前記トランジスタの前記制御電極とグラウンド電圧が供給されたノードとの間を接続及び非接続に切り替える第2の切り替え部を有することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記トランジスタの前記制御電極と電源電圧が供給されたノードとの間を接続及び非接続に切り替える第3の切り替え部を有することを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
- 前記光電変換部は、層間絶縁層を間に介して前記基板に対して離間して設けられていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記光電変換部は、第1の電極と、前記第1の電極と前記基板との間に形成された第2の電極と、前記第1の電極と前記第2の電極との間に形成された光電変換層と、を備え、
前記第2の電極は前記コンタクト配線と電気的に接続されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記光電変換部は、前記第2の電極と前記光電変換層の間に設けられ、前記第2の電極と前記光電変換層の間を電気的に絶縁する絶縁層をさらに備えることを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。
- 前記光電変換部は前記光電変換層と前記第1の電極との間に設けられたブロッキング層をさらに備えることを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の撮像装置。
- 前記第1の電極から入力される電圧に応じて前記光電変換部に蓄積された電荷を排出することにより、グローバルシャッタ動作が可能であることを特徴とする請求項5乃至請求項7のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記トランジスタを接続状態にすることにより、さらにローリングシャッタ動作が可能であることを特徴とする請求項8に記載の撮像装置。
- 前記光電変換層は量子ドットを含む
ことを特徴とする請求項5乃至9のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 増幅部を有し、
前記トランジスタの前記第2の主電極と前記増幅部との間の電荷の転送を制御する電荷転送トランジスタを有することを特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 基板と、
第1の電極と、前記第1の電極と前記基板との間に形成された第2の電極と、前記第1の電極と前記第2の電極との間に形成された光電変換層と、を備え、光電変換により画像信号を生成する光電変換部と、
前記光電変換部の前記第2の電極に電気的に接続された導電体のコンタクト配線と、
制御電極、前記コンタクト配線と電気的に接続された第1の主電極、及び、第2の主電極を備えたトランジスタと、
前記基板に設けられ、前記トランジスタの前記第2の主電極が電気的に接続された電荷蓄積部と、
前記トランジスタの前記制御電極と前記第1の主電極との間の電気経路に配されたスイッチ部と、を有する
ことを特徴とする撮像装置。 - 請求項1乃至12のいずれか1項に記載の撮像装置と、
前記撮像装置から出力された前記画像信号を処理する信号処理装置と
を有することを特徴とする撮像システム。 - 前記撮像装置は行列状に配列された複数の画素を有し、
前記複数の画素のそれぞれが2つの光電変換部を含み、
前記信号処理装置は、前記2つの光電変換部にて生成された前記画像信号をそれぞれ処理し、前記撮像装置から被写体までの距離情報を取得する
ことを特徴とする請求項13に記載の撮像システム。
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